La comète Charlotte est un objet céleste, s'approchant de la terre par cycle de 75 ans. Cette comète déverse des particules qui influent sur le métabolisme des personnes, au moment où ils sont le plus fragiles à savoir l'adolescence. La substance inconnue contenue dans les particules active certaines parties du cerveau normalement en sommeil, ce qui explique l'apparition de pouvoirs surnaturels.
Cette comète est à l'origine des ESPers et donc indirectement de toute l'intrigue de Charlotte. C'est d'ailleurs pour cette raison que l'anime porte son nom. Tsutsumiuchi étudia cette comète et parvint à trouver un vaccin contre les ESPers encore non déclarés.